勘查专业古生物地层学课内实验教学的思考

初建朋，杨依舟，李宗霖，陈宗霞

(山东理工大学资源与环境工程学院，山东淄博，255000)

古生物地层学是地质学的三大传统支柱学科之一，也是地学基础支柱课程，在勘查技术与工程专业培养方案中处于基础核心课程地位，该课程对培养学生理论联系实际的能力、分析及解决问题的能力以及创新创业的职业素养，对实现“知识、能力、素质”三位一体的人才培养目标具有重要的支撑作用。古生物地层学实际上包含古生物学和地层学两部分内容，古生物学是地层学学习的重要基础，其本身具有独立性、基础性和实践性的特点，而地层学则具有典型的理论性、综合性和实践性特征。作为一门实践性很强的课程，其实验教学就显得尤为重要。课内实验教学是联结课堂教学与野外实践的中间过渡环节，对于掌握书本知识、增强野外实践能力具有重要的衔接作用。[1]

作为古生物地层学教学的关键组成部分，实验教学也得到了很多古生物地层学教师的重视，他们从不同方面对古生物地层学实验教学做了研究和探讨。孙柏年和解三平等提出，古生物地层学实验教学应从室内实验向大自然天然实验延伸，通过实验教学，以化石标本为切入点，引导学生积极申请科研项目，培养学生创新能力。[1-2]林志成等对“古生物地史学”课程实验教学改革提出了从理论教学与实验教学的相互渗透、室内实验与野外实践的相互补充、教学标本的完善和扩充等几个方面进行了改革探索与实践。[3]庞艳春在古生物学实验课教学中，引入了分组比赛的方法，提高了学生学习的主动性，增强了学生的学习兴趣。[4]赵秀丽等强调了地层及古生物学课程实验室建设的重要性，认为实验室建设是创新能力培养的源泉，不仅要加强实验场地及仪器设备等硬件设施的投入，还要加强软件(高水平指导教师、高水平科学研究的支撑以及先进的管理理念)建设等。[5]这些研究为更好地开展实验教学工作提供了有益的借鉴。

一、课内实验教学现状

本文以山东理工大学(以下简称“我校”)勘查技术与工程专业古生物地层学教学实践为例进行分析。在目前的培养计划中，古生物地层学安排48学时，3个学分，其中课堂授课40学时，课内实验安排了4次共8学时。课内实验设计了观察寒武纪与奥陶纪标准化石，观察志留纪与泥盆纪标准化石，观察石炭纪、二叠纪、三叠纪典型化石和观察侏罗纪、白垩纪以及新生代典型化石四次内容，主要的目的要求是让学生描述不同时代化石主要特征，明确分布时代以及对主要岩石地层单位的岩性及其代表的沉积相演变过程有所了解。以第一次和第四次实验教学安排为例，预习内容、实习要求、实习内容和实习报告格式要求如下。

表1 实验教学安排

从表1可以看出，实验教学内容包括两大部分：古生物部分和地层学部分。古生物部分仍以熟悉不同地质时代常见化石的门类及特点以及化石鉴定特征为主要内容，在教学实践中，注重学生观察能力的培养以及化石特征描述基本功的锻炼。地层学部分则是结合课本内容，描述主要岩石地层单位的岩性及其代表的沉积相演变过程。学生通过纵向比较第一次实习到第四次实习的内容，可以了解到不同的地质时代存在不同的化石组合，再通过岩石地层单位的纵向比较，学生可以掌握岩性、沉积相、沉积环境以及构造演变过程。

二、课内实验教学存在的问题

第一，目前的课内实验设计实质是以地质时代为线索组织安排实验内容。但是，该课程多年的教学实践表明，以门类为基础的古生物学训练是十分有效的，这也是我国多年来一直实施的实验教学方案，而以地质时代为依据安排实验内容，则割裂了同门类化石的内在联系，让训练效果大打折扣。以头足类化石为例，我校古生物实验室中头足类化石地质时代从奥陶纪到白垩纪，分布在四次实验课中，这对观察同门类化石，分析总结特征以及提高鉴定技巧，都带来不利影响。

第二，从实验类型来看，目前的四次实验均是验证类型，主要内容是对化石特征以及岩石地层单位岩性、岩相等进行描述，缺乏综合性和设计性实验。这种训练缺乏广度和深度，难度不大，学生对知识的综合利用分析的能力得不到锻炼，知识和实践相脱节，学生不明白学习知识的具体用途，不利于学生对理论知识的掌握，以及创新能力的培养。

第三，缺失微体化石标本和相应的实验内容。微体化石在确定地质年代，划分对比地层、恢复古环境和古地理、古气候研究以及石油、煤田地质、深海勘探等具有广泛的应用前景，也是地层及古生物学课程的重要学习内容，但是微体化石的处理需要一定的实验条件(体式显微镜、酸处理实验室等)，受客观条件的限制，目前的实验设计暂时不包含该部分内容。

第四，授课方法以讲授为主，学生被动接受，缺少课程设计和师生之间良性互动，调动学生积极性的能力较弱，缺乏对翻转课堂、对分课堂、小组协作探究学习等教学模式和教学方法的综合运用。

第五，实验学时过少，任务相对繁重，目前课内实验只安排8个学时远远完不成任务。

三、课内实验改革的措施

针对目前课内实验教学中存在的问题，结合勘查技术与工程专业培养计划以及专业存在的客观办学条件，我校准备从以下几个方面对课内实验进行改革。

第一，改变目前以地质时代为基础组织实验内容的设计，改革为学习效果更好的以古生物化石门类为基础组织实验内容的新架构；将目前古生物化石标本分为三叶虫类、笔石类、头足类、珊瑚类、腕足类、双壳类、植物化石、微体化石以及其他9大类，以门类为基础组织安排实验课内容，要求学生描述化石主要特征，学会鉴定主要的标准化石，掌握具体化石存续地质时代以及代表的环境。

第二，增加实验学时数，将实验类型从单纯的验证类型变更为综合性和设计性。由于课程改革的原因，专业课课时普遍被压缩，在这种背景下，学校只能在古生物地层学课内调整学时。改革后，理论学习由40学时调整为32学时，课内实验由8学时调整为16学时。课内实验学时的增加，为增加微体化石教学内容提高了学时保证。实验目的从让学生描述不同时代化石、了解主要岩石地层单位的岩性及其代表的沉积相演变过程转变为对地层的化石特征、岩性、岩相、沉积环境、地质时代等的综合解释，将实验类型从单纯的验证类型变更为综合性和设计性，注重学生研究能力和创新能力的培养。

第三，继续完善实验室软硬件建设。实验室建设是提高学生培养质量的必要保证，同时完善的实验室条件也是对学生进行创新教育的基础。在硬件方面，学校还需要配备通风柜、真空柜、体式显微镜、磨片机以及其他必要的设备，在实验内容设计中增加微体古生物内容；软件方面，学校要加强教师团队建设。目前古生物地层学有主讲老师两名，辅讲老师三名，基本能很好承担教学任务。

第四，教学方式方法改革。我校将积极探索由翻转课堂、对分课堂、小组协作探究学习等构成的混合教学方式在实验课程中的运用，积极借鉴其他高校分组比赛等成功的教学方法。[4]

课内实验连接了课堂同野外实践，是“理论—课内实验—野外实践教学”模式的重要一环。本文以山东理工大学勘查技术与工程专业古生物地层学课内实验教学为例，总结了教学实践中出现的问题，认为学校应该从增加课内实验学时数、以古生物化石门类为基础组织实验内容、综合性和设计性实验类型、课内实验要和课外实践相结合等方面对课内实验内容进行重新设计，建立新的架构。